[发明专利]一种增压系统及其串联式两级涡轮增压结构

说明书

本发明所提供的一种增压系统及其串联式两级涡轮增压结构，将高压级涡轮的废气进气管道的进口设计为与高压级转子轴的轴向方向一致，高压级涡轮的废气排气管道的出口设计为与高压级转子轴的轴向方向一致，低压级涡轮的转子轴轴向垂直于高压级涡轮的转子轴，低压级涡轮的废气进气管道的进口设计为垂直于低压级转子轴的轴向方向，低压级涡轮的废气排气管道的出口设计为先沿低压级涡轮的转子轴的轴向排气后又折弯为垂直于低压级涡轮的转子轴的轴向排气。同时，低压级涡轮还集成了高压级涡轮流道进口部分。如此能够减少压力损失，同时使得两级增压结构布置更为紧凑，有效降低两级增压结构的重量，适宜推广应用。

技术领域

本发明涉及涡轮增压技术领域，尤其涉及一种增压系统及其串联式两级涡轮增压结构。

背景技术

废气涡轮增压器是利用发动机排出的废气能量进行进一步增压的一种机械装置，它利用发动机的废气能量驱动涡轮箱内的涡轮旋转，涡轮带动同轴的压气机叶轮工作，新鲜空气经空气滤清器进入压气机，压气机叶轮旋转压缩新鲜空气达到增压的效果。因此，废气涡轮增压器可以有效地回收利用废气能量，增加同排量下缸内空气量，优化燃烧过程，提高内燃机工作效率。废气涡轮增压器是现代发动机提高功率、节油降耗和改善排放必不可少的零部件。

两级涡轮增压技术是将两台涡轮增压器联合运行，通过控制系统可以按不同顺序、不同比例的多种调节措施对空气进行一级或两级压缩。相比于单级涡轮增压，两级增压可以获得更高的压比，在提升发动机功率、提升低速扭矩和瞬态响应性的同时，可以实现更好的燃油经济性、更低的排放指标。由于每级增压的压比相对较低，降低了自身的载荷，因此可靠性更好。

现有串联式两级增压结构中，高压级涡轮箱的废气通过排气歧管将废气引流至低压级涡轮箱中，低压级涡轮箱与排气歧管通常采用一体式设计，但存在增压器外形结构占据空间过大、重量增加、排气压力损失等问题。

鉴于此，有必要提出一种增压系统及其串联式两级涡轮增压结构以解决上述问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种增压系统及其串联式两级涡轮增压结构，以解决现有串联式两级增压结构中，高压级涡轮箱的废气通过排气歧管将废气引流至低压级涡轮箱中，低压级涡轮箱与排气歧管通常采用一体式设计，但存在增压器外形结构占据空间过大、重量增加、排气压力损失的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种串联式两级涡轮增压结构，包括高压级涡轮以及与所述高压级涡轮固定连接的低压级涡轮；其中，

所述高压级涡轮包括第一废气进气管道和第一废气排气管道，所述第一废气进气管道的进口方向，以及所述第一废气排气管道的出口方向均与所述高压级涡轮的转子轴的轴向方向一致，所述第一废气进气管道的进口端面、所述第一废气排气管道的出口端面设置在第一法兰面上；

所述低压级涡轮包括第二废气进气管道、第二废气排气管道以及高压级废气集成管道，所述第二废气进气管道的进口与所述第一废气排气管道的出口连接，所述高压级废气集成管道的进口与发动机的出口连接，所述高压级废气集成管道的出口端面与所述第二废气进气管道的进口端面设置在第二法兰面上，所述第一法兰面和所述第二法兰面相互对接，并且所述高压级废气集成管道的出口与所述第一废气进气管道的进口连接；

所述第二废气进气管道的进口方向垂直于所述低压级涡轮的转子轴的轴向方向，所述第二废气排气管道呈弯折状，以将所述第二废气排气管道的废气由平行于所述低压级涡轮的转子轴的轴向方向转化成垂直于所述低压级涡轮的转子轴的轴向方向。

优选地，所述高压级涡轮的第一废气进气管道的进口端面侧边还设置有旁通阀，以将所述高压级涡轮的所述第一废气进气管道处的废气压力维持在预设范围内。